[实用新型]具有自动变焦性能的视频火焰探测装置

说明书

技术领域

本实用新型属于消防技术领域，具体涉及一种具有自动变焦性能的视频火焰探测装置，可以解决大空间建筑火灾安全监控装置早期火灾探测中灵敏度和可靠性之间的矛盾。

背景技术

在传统的适用于大空间建筑早期火灾探测装置的图像型火灾探测器的设计中，对于探测器的选型要遵循的原则包括：实际探测距离、探测器的保护角度和探测器的安装角度，根据火源尺寸大小的不同、镜头焦距的不同来确定视场角、探测距离和定位精度。一般的CCD成像单元镜头、保护角度、火源的尺寸根据经验值预先设定，由于火灾发生时火源的大小和地点不能确定，如果在有效探测距离的远端发生火灾，定焦探测装置显示像素较小，容易引起火灾误报，影响火灾探测报警的可靠性。

针对视频火焰探测定焦装置响应时间慢、定位精度低、容易引起火灾误报等不足，本文提出的具有自动变焦性能的视频火焰探测装置。本装置打破了传统的根据经验值来定位的方法，利用自动变焦22倍光学放大镜头，以数字式CCD图像传感器作为感像器件，运用DSP芯片采集图像信息并计算装置的对焦评价函数，根据一定的优化算法控制驱动步进电机，调节装置光学镜头组的位置，焦距在f＝3.5mm～91mm范围内自动对焦，从而使装置输出清晰的图像信号。如果火源距离镜头较远，而且火源较小，则自变焦装置焦距自动变小，视角变大，在像平面上火羽流的成像也将变大，可以更好的对火源进行定位；如果火源距离镜头较近，而且火羽流较大，则自动变焦装置焦距自动变大，视角变小，在像平面上火羽流成像将变小，可以及时、准确探知到火源位置。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种是具有自动变焦性能的视频火焰探测装置，该装置具有可靠的性能，可以及时、准确锁定火源，从而在大空间建筑火灾中早期发现火早期扑灭火。

本实用新型提出的具有自变焦性能的视频火焰探测装置，由CCD成像单元、DSP控制单元和电机控制单元组成。图1为其结构框图，图2为其结构原理图。其中，CCD成像单元1由红外成像光学透镜组11和CCD一体化摄像机12经连接组成，这里的红外成像光学镜头组11由红外滤光透镜111、变焦透镜112和聚焦透镜113依次连接组成。红外滤光透镜可以有效的消除由于日光灯、日光、蜡烛、月光等环境干扰信号而引起的装置误报，保证图像型火灾探测报警的可靠性。

DSP控制单元2由视频口21、数字I/O 22、UART通道23和以太网物理层24经电路连接组成。DSP控制单元2以DSP芯片作为核心器件，  图像信息的采集、计算、控制信号的选择和控制信号的产生都在这个单元中进行，通过分析火灾火焰在实时影像上的典型频谱、频闪、纹理、焰芯、焰区形状、时空、历史动态等特征，达到识别早期火灾的目的。

电机控制单元3由电机控制模块31、变焦电机32和聚焦电机33经电路连接组成。

CCD成像单元1中的CCD一体化摄像机12与DSP控制单元2中的视频口21连接，DSP控制单元2中的数字I/O 22与电机控制单元3中的电机控制模块31连接；电机控制单元3中的变焦电机32与CCD成像单元1中的变焦透镜112连接，驱动变焦透镜112，聚焦电机33与聚焦透镜113连接，驱动聚焦透镜113。

装置通过UART通道23与火灾安全控制中心连接，或者通过以太物理层24传输到灾害救援指挥中心。

本实用新型将自动变焦技术与视频火焰探测技术相结合，可以及时准确锁定火源。当火灾发生时，火焰图像透过探测装置前端CCD成像单元1的红外成像光学镜头组11，CCD图像传感器将感应到的经过红外滤光透镜111物理手段抑制后的火焰图像信号变成电信号，由CCD一体化摄像机12输出到镜像信号DSP控制单元2。DSP控制单元2通过数字I/O22启动电机控制单元3，在有效探测距离内火源比较小，电机控制模块31驱动变焦电机32调整变焦透镜112自动调小焦距，聚焦电机33驱动聚焦透镜113使火源更清晰的聚焦在CCD感光元件上；反之，如果在有效探测距离内火羽较大，火坐标不准，电机控制模块31驱动变焦电机32调整变焦透镜112自动将焦距调大，聚焦电机33驱动聚焦透镜113对准焦距，从而使CCD一体化像机12输出清晰的火灾图像信号。DSP控制单元2将采集到的清晰的火灾图像信号经过UART通道23传输到火灾安全控制中心装置、或者通过以太网物理层24传输到灾害救援指挥中心，通过信息识别和图像处理后，确认火灾发生。火灾安全控制中心装置启动自动消防炮灭火装置，自动寻定火源，对准火源进行灭火。